DE10025424A1 - Radialkolbenpumpe - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Pumpengehäuse (1), in dem sich eine Bohrung (2, 3) befindet, einem Einlass (20) und einem Auslass (21), einem innerhalb der Bohrung (2, 3) beweglichen Kolben (6, 7), einer Pumpenkammer (17) mit in Abhängigkeit von der Kolbenstellung veränderlichem Volumen, einem Einlassventil (13), welches den Einlass (20) mit der Pumpenkammer (17) verbindet und den Druckflüssigkeitsstrom aus dem Einlass (20) zur Pumpenkammer (17) ermöglicht und mit einem Auslassventil (14), welches die Pumpenkammer (17) mit dem Auslass (21) verbindet und den Druckflüssigkeitsstrom aus der Pumpenkammer (17) zum Auslass (21) ermöglicht. Erfindungsgemäß sind sowohl das Einlassventil (13) als auch das Auslassventil (14) als Lippenringmanschette ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radialkolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Pumpen werden allgemein bei hydraulischen Brems­ systemen mit Antiblockierfunktion verwendet. Pumpen dieser Art enthalten üblicherweise ein Einlassventil und ein Aus­ lassventil, welche insbesondere als Rückschlagventile mit einer federbelasteten, das Verschlusselement bildenden Stahlkugel ausgebildet sind. Das Einlassventil erlaubt nur einen Flüssigkeitsstrom von einem Einlass zu einer Pumpen­ kammer, während das Auslassventil nur einen Flüssig­ keitsstrom von der Pumpenkammer zu einem Auslass gestattet.

Eine Wandung bzw. Begrenzung der Pumpenkammer wird von der Endfläche eines beweglichen Kolbens gebildet, welcher von einem Exzentergetriebe zur Durchführung einer Hin- und Her­ bewegung angetrieben wird. Bewegt sich der Kolben, um das Volumen der Pumpenkammer zu vergrößern, gelangt Flüssigkeit durch das Einlassventil in die Pumpenkammer. Bei Schrump­ fung bzw. Verkleinerung des Pumpenkammervolumens wird die Flüssigkeit durch das Auslassventil herausgedrückt. Im Ru­ hezustand des Kolbens sind die beiden Ventile geschlossen.

Bekannte Pumpen dieser Art sind teuer in der Herstellung, weil jedes der Ventile Präzisionskomponenten, wie z. B. die Stahlkugel, einen Stahlventilsitz, eine Druckfeder und ein Führungselement für die Stahlkugel benötigt, um diese mit dem Ventilsitz ausgerichtet zu halten.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine wegen der geringeren Anzahl von Komponenten und einer verringer­ ten Präzisionsbearbeitung in der Herstellung billigere Ra­ dialkolbenpumpe zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Pumpe gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, wobei eine bekannte Pumpe zu­ sätzlich Lippenringmanschetten bzw. -dichtungen als Ein­ lass- und Auslassventil aufweist. Derartige Manschetten weisen ein im wesentlichen V-förmiges Profil auf, wobei ein Schenkel des V eine Hülse zur Abdichtung einer ersten zy­ lindrischen Oberfläche und der zweite Schenkel eine Lippe bildet, die mit ihrer äußeren Kante eine zweite zylindri­ sche Oberfläche berührt, die der ersten Oberfläche gegen­ überliegt. Wirkt ein Druck auf das geschlossene Ende des V- Profils ein, so wird die Lippe von der zweiten zylindri­ schen Oberfläche weggedrückt und lässt Druckflüssigkeit an der Manschette vorbeiströmen. Wird Druck an der offenen Seite des V-Profils aufgebracht, so wird die Lippe gegen die zweite zylindrische Oberfläche gedrückt und verhindert damit, dass Druckflüssigkeit an der Manschette vorbei­ fließt. Die Lippe kann sowohl den Außenschenkel des V als auch den inneren Schenkel bilden. Bildet die Lippe den Au­ ßenschenkel, so wird die Hülse bzw. der Grundkörper der Manschette auf den Pumpenkolben aufgesetzt; bildet sie den Innenschenkel, wird die Hülse bzw. Grundkörper der Man­ schette in die Bohrung eingesetzt.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnun­ gen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Radialkolbenpumpe, wobei Napfmanschetten in die Pumpenbohrung eingesetzt sind; und

Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht einer Radialkolben­ pumpe, wobei Napf- bzw. Lippenringmanschetten auf den Pumpenkolben aufgesetzt sind.

Gemäß Fig. 1 ist ein Pumpengehäuse 1 mit zwei Pumpenbohrun­ gen 2 und 3 versehen, welche symmetrisch zu einer mittigen Ebene A und zueinander ausgerichtet angeordnet sind. Von einer Seite ist eine Motorbohrung 3 in der mittigen Ebene A vorgesehen, um ein Rollen- bzw. Wälzlager 5 aus Rollen bzw. Wälzkörpern und einem Metallkäfig zwischen den Pumpen­ bohrungen 2 und 3 vorzusehen. In jeder der Pumpenbohrungen 2 und 3 ist ein Pumpenkolben 6 bzw. 7 vorgesehen.

Da diese Pumpe symmetrisch bezüglich der mittigen Ebene A bzw. Mittellinie A ausgebildet ist, gilt die nachfolgende Beschreibung der rechten Seite der Zeichnung ebenso für die entsprechenden Teile auf der linken Seite. Benachbart dem Rollenlager 5 weist der Kolben 6 einen ersten, im wesentli­ chen zylindrischen Abschnitt 8 auf, welcher entlang seines Umfanges innerhalb der Pumpenbohrung 2 abgedichtet ist. Ein zweiter Abschnitt 9 neben dem ersten Abschnitt 8 hat einen kleineren Durchmesser und geht mittels einer konischen Ver­ breiterung des Durchmessers in einen dritten Abschnitt 10 des Pumpenkolbens 6 mit einem Durchmesser über, der, wie in der Ausführungsform dargestellt, etwas kleiner als der Durchmesser des ersten Abschnitts 8 ist. Dieser Abschnitt 10 hat eine Länge, welche zumindest dem Kolbenhub ent­ spricht, der von dem mit dem Rollenlager bzw. Wälzlager 5 in Eingriff tretenden Exzentergetriebe 12 vorgegeben bzw. definiert wird. Schließlich verjüngt sich der Kolbendurch­ messer hin zu einem zylindrischen vierten Abschnitt 11, dessen Durchmesser wesentlich kleiner als der des Ab­ schnitts 10 ist und der eine Axiallänge etwa entsprechend der des Abschnitts 10 aufweist.

Erfindungsgemäß ist eine Manschette 13 in einer in der Pum­ penbohrung im axialen Bereich des Abschnitts 10 vorgesehe­ nen, ringförmigen Kerbe bzw. Aussparung eingesetzt. Die Manschette 13 erlaubt einen gleichgerichteten Flüssig­ keitsstrom von Abschnitt 9 kommend, vorbei an Abschnitt 10 und hin zum Abschnitt 11, indem eine im wesentlichen zylin­ drische äußere Hülse in die Kerbe bzw. Aussparung einge­ setzt ist und eine innere Lippe den Kolben 6 unter Bildung eines V-förmigen Profils mit der zylindrischen Hülse be­ rührt. Der Abschnitt 11 ist mit einer weiteren ringförmigen Manschette 14 versehen, welche von einer ringförmigen Scheibe 16 in einem die Pumpenbohrung 2 von außen ver­ schließenden Verschlusselement gehalten wird. Die Manschet­ te 14 hat aufgrund der kleineren Durchmesser dieses Pumpen­ abschnitts kleinere radiale Abmessungen, weist jedoch eine ähnliche Form wie die Manschette 13 auf. Die Manschetten 13 und 14 bilden die axialen Grenzen einer Pumpenkammer 17. Um den Abschnitt 9 herum ist eine Einlasskammer 19 vorgesehen, während eine Auslasskammer 18 innerhalb des Verschlußele­ ments 15 vorgesehen ist, die gegenüber der Pumpenkammer 17 angeordnet ist. Die Manschette bzw. Lippenringdichtung 14 erlaubt einen gerichteten Flüssigkeitsstrom von der Pumpen­ kammer 17 zur Auslasskammer 18. Ein Einlasskanal 20 ist mit der Einlasskammer 19 und ein Auslasskanal mit der Auslass­ kammer 18 verbunden.

In dieser Anordnung bildet erfindungsgemäß die Manschette bzw. Lippenringdichtung 13 das Einlassventil der Pumpe und die Manschette 14 das Auslassventil. Das Exzentergetriebe 12 ist in Fig. 1 in seiner extremen rechten Position darge­ stellt. Wenn es sich zu drehen beginnt und eine Bewegung in der Zeichnung nach links einleitet, folgt der Kolben 8 nach; entweder auf Grund eines Vorladedrucks in der Ein­ lasskammer 19 oder der Auslasskammer 18 oder auf Grund ei­ ner (nicht gezeigten) Kupplungsvorrichtung (mittels Kraft- oder Formschluß) zwischen dem Rollenlager 5 und dem Kolben 8. Das Volumen der Einlasskammer 19 und der Pumpenkammer 17 vergrößert sich und führt zu einer Druckdifferenz zwischen der Auslasskammer 18 und der Pumpenkammer 17, so dass die Manschette 14 gegen das Verschlusselement 15 und den Kolben 6 auf Grund des höheren Drucks in der Auslasskammer ge­ drückt wird. Auf der anderen Seite der Pumpenkammer 17 fin­ det eine Flüssigkeitsaufnahme bzw. ein Ansaugen von Flüs­ sigkeit durch den Einlass 20 in die Einlasskammer 19, vor­ bei an der Manschette 13 und in die Pumpenkammer 17 hinein statt. Bei weiterer Drehung des Exzentergetriebes 12 er­ reicht der Kolben schließlich seinen linken Anschlag und kehrt auf die in der Zeichnung rechte Seite zurück. Während dieser Bewegung verringert sich das Volumen der Pumpenkam­ mer 17, wobei wiederum Druckflüssigkeit durch die Manschet­ te 41 in die Auslasskammer 18 gedrückt wird. Bevor Flüssig­ keit in die Auslasskammer 18 eintreten kann, muss der Druck in der Pumpenkammer 17 höher sein als der Druck in der Auslasskammer 18. Auf Grund des erhöhten Drucks in der Pumpenkammer 19 wird die Manschette 13 fest gegen das Ge­ häuse 1 gedrückt; der Kolben 16 verschließt dadurch den Durchgang zwischen der Einlasskammer 19 und der Pumpenkam­ mer 17. Mach Erreichen dieser extremen rechten Position be­ wirkt eine weitere Bewegung des Exzentergetriebes 12 einen weiteren Pumpenzyklus gemäß vorstehender Beschreibung.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Elemente, deren Funktionen denen nach Fig. 1 entsprechen, tragen dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1, zuzüglich bzw. plus 100. Anstelle einer Kerbe bzw. Aussparung im Gehäuse sieht diese Ausführungsform Ker­ ben bzw. Aussparungen 122 und 123 im Kolben 107 für die Manschetten 113 und 114 vor. Die zylindrischen Hülsen bzw. Grundkörper dieser Manschetten 113 und 114 sind daher auf ihrem inneren Umfang vorgesehen, während eine flexible Lip­ pe eine manschettenförmige äußere Verlängerung bildet, wo­ bei sowohl die Hülse als auch die Lippe V-förmig angeordnet sind. In dieser Ausführungsform befindet sich die Einlass­ kammer 119 auf dem schmaleren Ende der Kolbens 7 und die Auslasskammer 118 neben dem (nicht gezeigten) Exzenterge­ triebe.

Die Ausführungsform nach Fig. 1 weist jedoch eine Reihe von Vorteilen gegenüber der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 auf. Der Durchmesser der Manschetten 13 und 14 kann größer sein als der der Manschetten 113 und 114. Unter Berücksich­ tigung der kleinen Abmessungen von Pumpen dieser Art, ist es auch von Vorteil, dass der Kolben 6 keinen verjüngten Durchmesser am Ort der Manschette 14 aufweist. Der verjüng­ te Kolben nach Fig. 1 sorgt vorteilhafterweise auch für ei­ ne Geräuschminderung durch Reduzierung von Turbulenzen in der Pumpen- und in der Einlasskammer. Ein verjüngter Kolben lässt sich jedoch auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 verwenden.

Claims (7)

1. Pumpe mit einem Pumpengehäuse (1), in dem sich eine Bohrung (2, 3) befindet, einem Einlass (20, 120) und einem Auslass (21, 121), einem innerhalb der Bohrung (2, 3) beweglichen Kolben (6, 7, 107), einer Pumpen­ kammer (17, 117) mit in Abhängigkeit von der Kolben­ stellung veränderlichem Volumen, einem Einlassventil (13, 113), welches den Einlass (20, 120) mit der Pum­ penkammer (17, 117) verbindet und den Druckflüssig­ keitsstrom aus dem Einlass (20, 120) zur Pumpenkammer (17, 117) ermöglicht und mit einem Auslassventil (14, 114), welches die Pumpenkammer (17, 117) mit dem Aus­ lass (21, 121) verbindet und den Druckflüssig­ keitsstrom aus der Pumpenkammer (17, 117) zum Auslass (21, 121) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlassventil (13, 113) und das Auslassventil (14, 114) als Lippenringmanschette ausgebildet sind.

2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6, 7, 107) einem Abschnitt (10) mit großem Durchmesser und einem Abschnitt (11) mit kleinem Durchmesser umfasst, wobei jeder dieser Abschnitte (10, 11) derart durch eine der Lippenringmanschetten (13, 14, 113, 114) verläuft, dass die Pumpenkammer (17, 117) zwischen den Manschetten (13, 14, 113, 114) ausgebildet ist.

3. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (13) mit dem großen Durchmesser das Einlassventil und diejenige (14) mit dem kleinen Durchmesser das Auslassventil bildet.

4. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Manschetten (13) in einer ringför­ migen, radialen und in der Bohrung (2, 3) vorgesehenen Aussparung bzw. Kerbe angeordnet ist.

5. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Manschette (114) mit dem großen Durchmesser das Auslassventil und diejenige (113) mit dem kleinen Durchmesser das Einlassventil bildet.

6. Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Manschetten (113, 114) in einer ringförmigen, radial am Kolben (107) vorgesehenen Aus­ sparung (122, 123) angeordnet ist.

7. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6, 7, 107) vom großen Durchmesser zum kleinen Durchmesser hin verjüngend ausgebildet ist.